JP7652585B2 - Manufacturing method of optical fiber preform and manufacturing method of optical fiber - Google Patents
Manufacturing method of optical fiber preform and manufacturing method of optical fiber Download PDFInfo
- Publication number
- JP7652585B2 JP7652585B2 JP2021026415A JP2021026415A JP7652585B2 JP 7652585 B2 JP7652585 B2 JP 7652585B2 JP 2021026415 A JP2021026415 A JP 2021026415A JP 2021026415 A JP2021026415 A JP 2021026415A JP 7652585 B2 JP7652585 B2 JP 7652585B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soot
- mixing ratio
- optical fiber
- gas
- elapsed time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
本発明は、光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber preform and a method for manufacturing an optical fiber.
光ファイバ母材の製造においては、例えば、原料ガスをバーナに供給し、生成したガラス微粒子を出発部材に堆積させてスートを形成し、多孔質ガラス微粒子体を得る。多孔質ガラス微粒子体は、焼結により光ファイバ母材となる。原料ガスとしては、四塩化ケイ素(SiCl4)が一般的であるが、近年では、有機シリコン化合物を用いることが多くなっている(例えば、特許文献1を参照)。 In the manufacture of an optical fiber preform, for example, a raw material gas is supplied to a burner, and the resulting glass particles are deposited on a starting member to form soot, thereby obtaining a porous glass particle body. The porous glass particle body is sintered to become an optical fiber preform. Silicon tetrachloride ( SiCl4 ) is generally used as the raw material gas, but in recent years, organic silicon compounds have become more common (see, for example, Patent Document 1).
有機シリコン化合物からガラスを生成させる反応は発熱反応であるため、有機シリコン化合物を用いる場合、スートの温度が高くなりやすい。そのため、スートの嵩密度は高くなりやすい。スートの嵩密度は、高すぎると脱水処理における処理効率が低下することがある。スートの嵩密度は、低くなりすぎると、スート割れが生じたり、スート外径が大きくなって多孔質ガラス微粒子体が焼結炉に収まりにくくなるなどの不都合が生じる場合がある。 Because the reaction that produces glass from an organosilicon compound is an exothermic reaction, when an organosilicon compound is used, the temperature of the soot tends to become high. As a result, the bulk density of the soot tends to become high. If the bulk density of the soot is too high, the efficiency of the dehydration process may decrease. If the bulk density of the soot is too low, problems such as soot cracking may occur or the outer diameter of the soot may become large, making it difficult for the porous glass particles to fit into the sintering furnace may occur.
本発明の一態様は、スートの嵩密度を適正化することができる光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法を提供することを課題とする。 One aspect of the present invention aims to provide a method for manufacturing an optical fiber preform and a method for manufacturing an optical fiber that can optimize the bulk density of the soot.
本発明の一態様は、有機シリコン化合物を含む原料ガスと酸素とを含む予混合ガスをバーナに供給し、生成したガラス微粒子を出発部材に堆積させる工程を有し、前記工程では、前記原料ガスと前記酸素との混合比を、前記工程の全体に対する経過時間の比が0越、0.2以下であるときに最大値となるように調整し、前記経過時間の比が0.667以上、1以下の範囲における前記混合比の平均値をR1とし、前記最大値をR2としたとき、R2/R1は1を越え、1.27以下である、光ファイバ母材の製造方法を提供する。 One aspect of the present invention provides a method for manufacturing an optical fiber preform, which includes a step of supplying a premixed gas containing a raw material gas containing an organosilicon compound and oxygen to a burner and depositing the generated glass particles on a starting member, and in the step, the mixing ratio of the raw material gas and the oxygen is adjusted so that it is maximum when the ratio of the elapsed time to the entire step is greater than 0 and less than 0.2, and when the average value of the mixing ratio in the range of the elapsed time ratio between 0.667 and 1 is R1 and the maximum value is R2, R2/R1 is greater than 1 and less than 1.27.
前記製造方法では、予混合ガスの混合比を調整することによって、R2/R1を1を越え、1.27以下とする。R2/R1が1を越え、1.27以下であると、堆積工程の初期において、原料ガスの供給量に対する酸素の供給量の比率を適正化できる。そのため、スートLの表面温度を抑制できる。したがって、堆積工程の初期において、スートの嵩密度を抑制できる。よって、脱水工程において塩素がスートに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。 In the manufacturing method, the mixing ratio of the premixed gas is adjusted so that R2/R1 is greater than 1 and is equal to or less than 1.27. When R2/R1 is greater than 1 and is equal to or less than 1.27, the ratio of the supply amount of oxygen to the supply amount of raw material gas can be optimized in the early stage of the deposition process. This makes it possible to suppress the surface temperature of the soot L. This makes it possible to suppress the bulk density of the soot in the early stage of the deposition process. This makes it easier for chlorine to diffuse into the soot in the dehydration process, improving the efficiency of the dehydration process.
前記原料ガスは、オクタメチルシクロテトラシロキサンであり、前記混合比は、0.17以上、0.25以下であってよい。 The source gas may be octamethylcyclotetrasiloxane, and the mixture ratio may be 0.17 or more and 0.25 or less.
前記製造方法では、前記工程において、前記バーナを前記出発部材に対して長手方向に相対的に移動させるトラバースを複数回行い、複数回の前記トラバースによって、前記最大値となる混合比は、所定の経過時間にわたって実質的に一定値をとることができる。 In the manufacturing method, in the process, a traverse is performed multiple times to move the burner relative to the starting member in the longitudinal direction, and the maximum mixing ratio can be made to be a substantially constant value over a predetermined elapsed time by performing the traverse multiple times.
前記最大値となる前記混合比は、極大値をとることができる。 The mixture ratio that is the maximum value can be a maximum value.
前記経過時間の比が0であるときの前記混合比と、前記経過時間の比が1であるときの前記混合比とは、実質的に等しくてもよい。 The mixing ratio when the elapsed time ratio is 0 and the mixing ratio when the elapsed time ratio is 1 may be substantially equal.
本発明の他の態様は、前記光ファイバ母材の製造方法によって得られた光ファイバ母材を線引きすることによって光ファイバを得る、光ファイバの製造方法を提供する。 Another aspect of the present invention provides a method for producing an optical fiber, in which an optical fiber is obtained by drawing the optical fiber preform obtained by the method for producing the optical fiber preform.
本発明の一態様は、スートの嵩密度を適正化することができる光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法を提供する。 One aspect of the present invention provides a method for manufacturing an optical fiber preform and a method for manufacturing an optical fiber that can optimize the bulk density of the soot.
以下、本発明の実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法について、図面を参照して説明する。 The following describes the manufacturing method of an optical fiber preform and the manufacturing method of an optical fiber according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
[光ファイバ母材の製造装置]
図1は、実施形態に係る光ファイバ母材の製造装置(以下、製造装置1という)を示す概略図である。図2は、供給装置を示す概略図である。
[Optical fiber preform manufacturing equipment]
Fig. 1 is a schematic diagram showing an optical fiber preform manufacturing apparatus according to an embodiment (hereinafter, referred to as a manufacturing apparatus 1). Fig. 2 is a schematic diagram showing a supplying apparatus.
図1に示すように、製造装置1は、一対の回転チャック3と、複数のバーナ4と、支持台5と、供給装置10と、を備えている。
一対の回転チャック3は、それそれ、出発部材Mの一端部および他端部を支持している。回転チャック3は、出発部材Mを軸周り方向に回転させることができる。
As shown in FIG. 1 , the
The pair of
複数のバーナ4は、出発部材Mの長手方向に間隔をおいて配置されている。
支持台5は、複数のバーナ4を搭載する。支持台5は、出発部材Mの長手方向に沿って移動可能である。そのため、バーナ4は、出発部材Mの長手方向に沿って移動可能である。供給装置10の一部または全部も、バーナ4および支持台5とともに移動してもよい。
The
The support table 5 carries a plurality of
バーナ4および支持台5は、出発部材Mの長手方向に沿って往復するように移動する。バーナ4および支持台5の往復動の動作範囲は、出発部材Mの有効部Eの全長より短くてもよい。その場合、複数のバーナ4は、それぞれ出発部材Mの長手方向に位置が異なる短い動作範囲を往復動する。前記動作範囲は、出発部材Mの有効部Eを長手方向に複数に分割した範囲である。
The
なお、ここに示す製造装置1では、バーナ4が出発部材Mの長手方向に移動可能であるが、バーナ4は、出発部材Mに対して、相対的に長手方向に移動可能であればよい。例えば、製造装置1は、バーナ4ではなく、出発部材Mが長手方向に移動可能であってもよい。バーナ4と出発部材Mの両方を移動可能としてもよい。すなわち、製造装置1は、バーナ4と出発部材Mの少なくとも一方を出発部材Mの長手方向に移動可能とすることができる。
In the
図2に示すように、バーナ4の出口4aでは、後述の予混合ガスGmが燃焼すること、あるいはバーナ4に供給される可燃性ガスGfが燃焼することで、火炎が生じる。可燃性ガスGfの燃焼により生じる火炎を「可燃性ガス燃焼火炎F1」といい、予混合ガスGmの燃焼により生じる火炎を「原料燃焼火炎F2」という。予混合ガスGmに含まれる原料ガスが原料燃焼火炎F2内で反応することでガラス微粒子が生成される。ガラス微粒子が出発部材Mの表面に堆積することで、ガラス微粒子の堆積層(スートL)が形成される。これにより、多孔質ガラス微粒子体が得られる。図1において、スートLは有効部Eを有する。有効部Eとは、スートLの厚さなどが安定しており、光ファイバ母材を線引きした際に光ファイバを製品として利用できる部位である。
As shown in FIG. 2, a flame is generated at the outlet 4a of the
原料ガスは、有機シリコン化合物を含む。有機シリコン化合物としては、アルキルシクロシロキサンが挙げられる。特にオクタメチルシクロテトラシロキサン(OMCTS:Octamethylcyclotetrasiloxane)が好適である。OMCTSは「D4」とも呼ばれるが、「D」は(CH3)2-Si-O-のユニットであり、D4とは、Dユニットが4つ環状に繋がった構造を意味する。D4(C8H24O4Si4)は工業的に広く用いられており入手しやすいが、D3(C6H18O3Si3)、D5(C10H30O5Si5)などを用いてもよい。また、D3、D4、D5を単独で用いてもよいし、これらを混合して用いてもよい。有機シリコン化合物は、酸化反応させても塩酸を発生させないため、環境負荷の低減や、塩酸の処理設備が不要となることによる製造コスト低減などに寄与する。 The source gas contains an organic silicon compound. Examples of the organic silicon compound include alkylcyclosiloxanes. Octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS) is particularly suitable. OMCTS is also called "D4", where "D" is a (CH 3 ) 2 -Si-O- unit, and D4 means a structure in which four D units are connected in a ring. D4 (C 8 H 24 O 4 Si 4 ) is widely used industrially and is easy to obtain, but D3 (C 6 H 18 O 3 Si 3 ), D5 (C 10 H 30 O 5 Si 5 ), etc. may also be used. D3, D4, and D5 may be used alone or in combination. Since organic silicon compounds do not generate hydrochloric acid even when they are oxidized, they contribute to reducing environmental impact and reducing production costs by eliminating the need for hydrochloric acid treatment equipment.
供給装置10は、原料供給ライン11と、バーナライン12と、ベントライン13と、パージガス供給ライン14と、制御部15と、を備えている。
原料供給ライン11には、第1弁11aと、流量調整部11bと、気化ユニット11dと、が設けられている。また、原料供給ライン11には、キャリアガス供給ライン11cと、酸素供給ライン11eと、が接続されている。
The
A
原料供給ライン11の上流側は、液体原料の供給源(不図示)に接続されている。液体原料の供給源は、液体原料を原料供給ライン11に供給する。供給源は、例えば、容器と、加圧ガス管と、を備えてもよい。容器は、液体原料を収容し、原料供給ライン11に接続されている。加圧ガス管は、液体原料への溶解度が低い加圧ガスを容器に供給する。供給源は、加圧ガス管から加圧ガスを容器に供給することで、容器内の圧力を高めて、液体原料を容器から原料供給ライン11に供給することができる。容器と流量調整部11bとの間に、液体原料から溶存ガスを脱気する脱気装置を設けてもよい。
The upstream side of the raw
原料供給ライン11は、下流側端部において、バーナライン12およびベントライン13に分岐している。第1弁11aは、流量調整部11bおよび気化ユニット11dよりも上流側に位置しており、原料供給ライン11に液体原料を流すか否かを切り替える。流量調整部11bは、第1弁11aと気化ユニット11dとの間に位置しており、気化ユニット11dに向けて流れる液体原料の流量を調整する。流量調整部11bは、MFC(Mass Flow Controller)などである。
The raw
キャリアガス供給ライン11cは、キャリアガスを原料供給ライン11に供給する。キャリアガスとしては、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)、窒素(N2)などの不活性ガス、または酸素(O2)を用いることができる。キャリアガスは、複数種類のガスを含んでいてもよい。
酸素供給ライン11eは、気化ユニット11dの下流側に接続されており、酸素(O2)を原料供給ライン11に供給する。これにより予混合ガスGmが得られる。酸素(O2)は、原料ガスを燃焼可能な状態とするために必要となる。
The carrier
The
バーナライン12は、原料供給ライン11の下流側端部に接続されている。バーナライン12の下流側端部は、バーナ4に接続されている。バーナライン12は、予混合ガスGmをバーナ4に供給する。バーナライン12には、第2弁12aが設けられている。第2弁12aは、バーナライン12を開閉する。第2弁12aが開いている場合、予混合ガスGmがバーナ4に向けて流動可能となる。バーナライン12には、第2弁12aとバーナ4との間の部分に、パージガス供給ライン14が接続されている。
The
ベントライン13には、第3弁13aが設けられている。第3弁13aは、ベントライン13を開閉する。ベントライン13の下流側には不図示の処理装置が設けられている。第3弁13aが開き、第2弁12aが閉じている場合、原料供給ライン11から流れてきた予混合ガスGmはベントライン13を通して処理装置に向かう。
The
パージガス供給ライン14は、パージガスをバーナ4に供給する。パージガスとしては、窒素などの不活性ガスを用いることができる。パージガス供給ライン14には第4弁14aが設けられている。第4弁14aはパージガス供給ライン14を開閉する。第4弁14aが開いている場合、パージガスがバーナ4に向けて流動可能となる。
The purge
制御部15は、第1弁11a、第2弁12a、第3弁13a、第4弁14a、および流量調整部11bに電気的に接続されている。制御部15は、各弁11a~14aの開閉を切り替える信号、および、流量調整部11bによる流量の設定値を指示する信号を出力する。
The
なお、制御部15は流量調整部11bの一部であってもよい。制御部15は、供給装置10だけでなく製造装置1全体を制御するように構成されていてもよい。制御部15としては、例えばマイクロコントローラ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large-scale Integrated Circuit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路を用いることができる。
The
液体原料は、制御部15および流量調整部11bによって流量が制御された状態で、キャリアガスとともに気化ユニット11dに導入されて気化される。得られた原料ガスは、酸素(O2)と混合されて予混合ガスGmとなる。予混合ガスGmは、バーナライン12からバーナ4に供給される。
原料としてD3、D4、またはD5を用いる場合、予混合ガスGmに含まれるDユニットの数をn1とし、酸素の物質量をn2とするとき、予混合ガスGmにおけるDユニットの数と酸素との混合比R(モル比)は、R=n1/n2により表される。
The liquid raw material is introduced into the
When D3, D4, or D5 is used as the raw material, the number of D units contained in the premixed gas Gm is n1, and the amount of oxygen is n2. The mixing ratio R (molar ratio) of the number of D units to oxygen in the premixed gas Gm is expressed as R = n1/n2.
混合比Rは、0.68≦R≦1.00であることが好ましい。
なお、キャリアガスに酸素が含まれる場合、混合比Rにおける酸素の物質量n2は、キャリアガス供給ライン11cおよび酸素供給ライン11eから供給される酸素の物質量の合算値である。
The mixture ratio R is preferably in the range of 0.68≦R≦1.00.
When the carrier gas contains oxygen, the amount of substance n2 of oxygen in the mixture ratio R is the sum of the amounts of substance of oxygen supplied from the carrier
例えば、原料がD4の場合、原料1モルにDユニットが4つ含まれるので、原料の物質量をmとすると、n1=m×4となる。D4の物質量mによって予混合ガスGmの混合比R’を表すと、R’=m/n2となる。したがって、0.68≦R≦1.00とするためには、0.17≦R’≦0.25とする。同様に、原料がD3の場合はn1=m×3となる。原料がD5の場合はn1=m×5となる。Dユニットの数が異なる原料(D3、D4、D5等)を混合して用いる場合、各原料の物質量に対するDユニットの数を考慮して、n1の値を算出する。
For example, if the raw material is D4, 1 mole of the raw material contains 4 D units, so if the amount of substance of the raw material is m, then n1 =
混合比R’は、0.17以上とすることによって、スートを効率よく加熱することができる。その理由については、次の推測が可能である。
混合比R’は、0.17未満であると、原料の供給量に対して酸素の供給量が多くなって燃焼速度が速くなり、火炎が不安定になる場合があり得る。この火炎がスートに当たってもスートを十分に効率よく加熱することが困難となり、表面温度は低下する場合があり得る。しかし、混合比R’を0.17以上とすることにより、酸素の供給量過多を抑制し得る。そのため、燃焼速度が過度に速くなることを抑制でき、火炎が不安定になることを抑制し得る。したがって、スートを十分に効率よく加熱することが可能となり得る。よって、表面温度の低下を抑制し得る。
By setting the mixture ratio R' to 0.17 or more, the soot can be heated efficiently. The reason for this can be assumed as follows.
If the mixing ratio R' is less than 0.17, the amount of oxygen supplied will be large relative to the amount of raw material supplied, causing the burning speed to increase, and the flame may become unstable. Even if this flame hits the soot, it may be difficult to heat the soot sufficiently and efficiently, and the surface temperature may decrease. However, by setting the mixing ratio R' to 0.17 or more, the amount of oxygen supplied excessively may be suppressed. Therefore, the burning speed may be suppressed from becoming excessively fast, and the flame may be suppressed from becoming unstable. Therefore, it may be possible to heat the soot sufficiently and efficiently. Therefore, the decrease in the surface temperature may be suppressed.
混合比R’は、0.25以下とすることによって、原料中の炭素成分を十分に燃焼でき、すすの発生を抑制し得る。その理由については、次の推測が可能である。
混合比R’が大きいとは、原料の供給量に対して酸素の供給量が少ないということである。酸素が少ないと不完全燃焼の状態となりやすいため、混合比R’を大きくすると表面温度は低下する場合があり得る。R’が0.25を越えると、原料中の炭素成分が燃焼しきれずに黒いすすとなって堆積し得る。そのため、その後の焼結工程で異物混入などの原因となる場合があり得る。しかし、混合比R’を0.25以下とすることにより、原料中の炭素成分を十分に燃焼でき、黒いすすを抑制し得るため、焼結工程で異物等の混入を抑制し得る。
By setting the mixture ratio R' to 0.25 or less, the carbon components in the raw material can be sufficiently combusted and the generation of soot can be suppressed. The reason for this can be assumed as follows.
A large mixing ratio R' means that the amount of oxygen supplied is small relative to the amount of raw material supplied. Since a small amount of oxygen is likely to cause incomplete combustion, increasing the mixing ratio R' may result in a decrease in the surface temperature. If R' exceeds 0.25, the carbon components in the raw materials may not be completely burned and may accumulate as black soot. This may cause foreign matter to be mixed in during the subsequent sintering process. However, by setting the mixing ratio R' to 0.25 or less, the carbon components in the raw materials can be sufficiently burned and black soot can be suppressed, thereby suppressing the mixing of foreign matter during the sintering process.
バーナ4には、バーナライン12に加えて、可燃性ガス配管および酸素配管が接続されている。可燃性ガス配管は、水素(H2)、メタン(CH3)などの可燃性ガスGfをバーナ4に供給する。酸素配管は、酸素(O2)をバーナ4に供給する。
In addition to the
バーナ4は、予混合ガスGmが噴出する予混合ガスポートと、可燃性ガスGfおよび酸素(O2)が混合されて噴出するポートと、を有している。バーナ4の出口4aでは、可燃性ガスGfおよび酸素が混合されて燃焼することで可燃性ガス燃焼火炎F1が生じる。可燃性ガス燃焼火炎F1に予混合ガスGmが引火し、原料燃焼火炎F2中で原料が反応することでガラス微粒子が生成される。可燃性ガス燃焼火炎F1は、原料燃焼火炎F2を取り囲んでいてもよい。この場合、生成されたガラス微粒子が外側に拡散することを抑制したり、原料燃焼火炎F2の温度を安定させたりすることができる。可燃性ガス燃焼火炎F1が原料燃焼火炎F2を取り囲むように構成するために、例えば、バーナ4の中央部に予混合ガスポートを配置し、予混合ガスポートの周囲に可燃性ガスGfおよび酸素が噴出するポートを配置してもよい。
The
[光ファイバ母材の製造方法]
次に、実施形態に係る光ファイバ母材の製造方法について説明する。
実施形態の製造方法は、(1)堆積工程と、(2)焼結工程とを有する。
[Method of manufacturing optical fiber preform]
Next, a method for manufacturing the optical fiber preform according to the embodiment will be described.
The manufacturing method of the embodiment includes (1) a deposition step and (2) a sintering step.
(1)堆積工程
図1に示すように、出発部材Mを回転チャック3に取り付ける。回転チャック3によって出発部材Mを軸周りに回転させつつ、バーナ4と出発部材Mとを長手方向に相対的に往復移動させる。例えば、バーナ4を出発部材Mの長手方向に往復移動させる。制御部15は、第1弁11aおよび第2弁12aを開き、第3弁13aおよび第4弁14aを閉じた状態とする。
(1) Deposition Step As shown in Fig. 1, a starting member M is attached to a
図2に示すように、液体原料を、キャリアガスとともに気化ユニット11dに導入して気化させる。得られた原料ガスを、酸素(O2)と混合して予混合ガスGmとする。予混合ガスGmを、バーナライン12からバーナ4に供給する。
バーナ4の出口4aにおいて予混合ガスGmが燃焼することでガラス微粒子が生成される。このガラス微粒子を出発部材Mに堆積させることで、スートLが形成される(図1参照)。
2, the liquid raw material is introduced into a
Glass particles are generated by burning the premixed gas Gm at the outlet 4a of the
制御部15および流量調整部11bは、バーナ4に供給される予混合ガスGmの混合比R’が適切な範囲となるように、気化ユニット11dに導入する液体原料の流量を調整することができる。
なお、混合比R’を調整するには、液体原料の流量を調整する手法に限らず、酸素(O2)の流量を調整する手法を採用してもよい。
The
The method for adjusting the mixture ratio R' is not limited to adjusting the flow rate of the liquid source, but may be a method for adjusting the flow rate of oxygen (O 2 ).
以下、図3および図4を参照して、バーナ4に供給される予混合ガスGmの混合比R’について説明する。
図3は、予混合ガスにおける原料ガスと酸素(O2)との混合比と、スートの表面温度との関係の例を示す図である。この図における「混合比」は、原料ガス(OMCTS)と酸素(O2)との混合比(OMCTS/O2)(モル比)である。
Hereinafter, the mixture ratio R' of the premixed gas Gm supplied to the
3 is a diagram showing an example of the relationship between the mixing ratio of the raw material gas and oxygen (O 2 ) in the premixed gas and the surface temperature of the soot. In this figure, the "mixing ratio" is the mixing ratio (OMCTS/O 2 ) (molar ratio) of the raw material gas (OMCTS) and oxygen (O 2 ).
図3に示すように、スートの表面温度は、予混合ガスにおける混合比に応じて増減する可能性がある。これは、次の理由による。有機シリコン化合物(OMCTS)からガラス微粒子が生成する反応は、例えば以下のとおりである。この反応は発熱反応である。
[SiO(CH3)2]4 + 16O2 → 4SiO2 + 8CO2 + 12H2O
予混合ガスにおける混合比は、この反応の効率に影響を与える。そのため、反応時の発熱量は、予混合ガスにおける混合比の影響を受ける。よって、スートの表面温度は、予混合ガスにおける混合比の影響を受ける可能性がある。
As shown in Fig. 3, the surface temperature of the soot may increase or decrease depending on the mixing ratio in the premixed gas. This is for the following reason. The reaction in which glass particles are produced from the organosilicon compound (OMCTS) is, for example, as follows. This reaction is an exothermic reaction.
[SiO(CH 3 ) 2 ] 4 + 16O 2 → 4SiO 2 + 8CO 2 + 12H 2 O
The mixing ratio of the premixed gas affects the efficiency of the reaction, and therefore the amount of heat generated during the reaction is affected by the mixing ratio of the premixed gas, and therefore the surface temperature of the soot may be affected by the mixing ratio of the premixed gas.
実施形態の製造方法では、予混合ガスGmの混合比R’(モル比)を、堆積工程の全体に対する経過時間の比が0越、0.2以下であるときに最大値(堆積工程全体の最大値)をとるように調整する。堆積工程の全体に対する経過時間の比を「相対経過時間」という。「0越」は、0を越えることである。 In the manufacturing method of the embodiment, the mixing ratio R' (molar ratio) of the premixed gas Gm is adjusted so as to have a maximum value (maximum value of the entire deposition process) when the ratio of the elapsed time to the entire deposition process exceeds 0 and is 0.2 or less. The ratio of the elapsed time to the entire deposition process is called the "relative elapsed time.""Exceeding0" means exceeding 0.
混合比R’が最大値をとるときの相対経過時間が0越、0.2以下であると、混合比R’は、堆積工程の初期に最大値をとることになる。そのため、スートLの表面温度も、堆積工程の初期に最大値をとる。したがって、スートLの嵩密度は、径方向の外方に徐々に低下する分布となりやすい。よって、脱水工程において塩素がスートに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。 If the relative elapsed time when the mixing ratio R' reaches its maximum value is greater than 0 and less than 0.2, the mixing ratio R' reaches its maximum value at the beginning of the deposition process. Therefore, the surface temperature of the soot L also reaches its maximum value at the beginning of the deposition process. Therefore, the bulk density of the soot L tends to have a distribution that gradually decreases radially outward. Therefore, chlorine is easily diffused into the soot during the dehydration process, and the efficiency of the dehydration process is improved.
最大値となる混合比R’は、所定の経過時間にわたって実質的に一定値であってもよい。例えば、図11(B)では、混合比R’は、相対経過時間が0.02~0.17の範囲で一定値0.24となる。混合比R’の最大値を実質的に一定値とすると、その相対経過時間内でガス供給条件の変化が小さくなるため、ガス供給量を精度よく定めることができる。そのため、混合比R’を高精度に定めることができる。したがって、予混合ガスGmの供給安定性を高めることができる。また、ガス供給量を精度よく定めることができるため、火炎を安定化させることができる。よって、安定的なスート形成が可能である。 The maximum mixing ratio R' may be a substantially constant value over a predetermined elapsed time. For example, in FIG. 11B, the mixing ratio R' is a constant value of 0.24 when the relative elapsed time is in the range of 0.02 to 0.17. If the maximum value of the mixing ratio R' is a substantially constant value, the change in the gas supply condition becomes small within the relative elapsed time, and the gas supply amount can be determined with high accuracy. Therefore, the mixing ratio R' can be determined with high accuracy. Therefore, the supply stability of the premixed gas Gm can be improved. Furthermore, since the gas supply amount can be determined with high accuracy, the flame can be stabilized. Therefore, stable soot formation is possible.
「実質的に一定値」は、基準値から±2%以内の範囲にあることをいう。例えば、0.24を基準値とすると、混合比R’が所定の経過時間にわたって0.2352以上、0.2448以下の範囲にあれば、混合比R’は実質的に一定値であるといえる。 "Substantially constant value" means that the value is within a range of ±2% from a reference value. For example, if the reference value is 0.24, the mixing ratio R' is said to be substantially constant if it is in the range of 0.2352 to 0.2448 over a specified elapsed time.
最大値となる混合比R’を実質的に一定値とする場合、混合比R’が実質的に一定値となる期間の長さ(経過時間)は、例えば、堆積工程の全体に対する相対経過時間で0.01~0.15であってよい。
最大値となる混合比R’を実質的に一定値とする手法は、混合比R’が比較的低い値である場合に、予混合ガスGmの供給安定性を高める効果を発揮しやすい(図11(B)参照)。なお、一定値は、定常値ともいう。
When the maximum mixing ratio R' is set to a substantially constant value, the length of the period (elapsed time) during which the mixing ratio R' is substantially constant may be, for example, 0.01 to 0.15 in terms of the relative elapsed time with respect to the entire deposition process.
The technique of making the maximum mixing ratio R' substantially a constant value is likely to be effective in improving the supply stability of the premixed gas Gm when the mixing ratio R' is a relatively low value (see FIG. 11B). Note that the constant value is also called a steady value.
堆積工程において、最大値となる混合比R’を、所定の経過時間にわたって実質的に一定値とするには、バーナ4を出発部材Mに対して複数回トラバースさせる方法をとることができる(図1参照)。複数回のトラバースは、原料ガスおよび酸素の供給条件が互いに同じであってもよい。
In the deposition process, in order to make the maximum mixing ratio R' substantially constant over a predetermined elapsed time, a method of traversing the
バーナ4の往復動は、第1の向きの単方向経路と、第1の向きとは反対の第2の向きの単方向経路とを含む。トラバースは、単方向経路に沿う直線的動作である。トラバースは、例えば、バーナが出発部材に対して長手方向に相対的に移動する動作である。
The reciprocating motion of the
最大値となる混合比R’は、極大値(ピーク値)であってもよい。例えば、図10(B)では、混合比R’は、相対経過時間が0.039のときに、最大値となる極大値0.244をとる。混合比R’が極大値をとる場合には、混合比R’が最大値をとる時間が短いため、例えば、ガス供給量が変動する可能性があるときに、混合比R’の最大値が設定値を外れるリスクを低減できる。
混合比R’を極大値とする手法は、混合比R’が比較的高い値である場合に好適である(図10(B)参照)。
The maximum mixing ratio R' may be a maximum value (peak value). For example, in FIG. 10B, the mixing ratio R' has a maximum value of 0.244 when the relative elapsed time is 0.039. When the mixing ratio R' has a maximum value, the time during which the mixing ratio R' has a maximum value is short, so that, for example, when there is a possibility that the gas supply amount may fluctuate, the risk that the maximum value of the mixing ratio R' will deviate from the set value can be reduced.
The method of setting the mixture ratio R' to a maximum value is suitable when the mixture ratio R' is a relatively high value (see FIG. 10B).
実施形態の製造方法では、予混合ガスGmの混合比R’を調整することによって、R2/R1を、1を越え、1.27以下(好ましくは1.1以下)とする。「R1」は、相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値である。「R2」は、堆積工程における予混合ガスGmの混合比R’の最大値である。 In the manufacturing method of the embodiment, the mixing ratio R' of the premixed gas Gm is adjusted to make R2/R1 exceed 1 and be equal to or less than 1.27 (preferably equal to or less than 1.1). "R1" is the average value of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time from 0.667 to 1. "R2" is the maximum value of the mixing ratio R' of the premixed gas Gm in the deposition process.
相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲では、0以上、0.667未満の範囲に比べて、混合比R’の変動は小さい。そのため、相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値を用いれば、混合比R’の経時変化の特徴を把握しやすくなる。そのため、実施形態の製造方法では、相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲をR2/R1の算出基準として採用する。 When the relative elapsed time is in the range of 0.667 or more and 1 or less, the fluctuation of the mixing ratio R' is smaller than when the relative elapsed time is in the range of 0 or more and less than 0.667. Therefore, by using the average value of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less, it becomes easier to grasp the characteristics of the change in the mixing ratio R' over time. Therefore, in the manufacturing method of the embodiment, the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less is adopted as the calculation standard for R2/R1.
R2/R1が1を越え、1.27以下であると、堆積工程の初期において、原料ガス(有機シリコン化合物)の供給量に対する酸素の供給量の比率を適正化できる。そのため、スートLの表面温度を抑制できる。したがって、堆積工程の初期において、スートLの嵩密度を抑制できる。よって、脱水工程において塩素がスートLに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。 When R2/R1 is greater than 1 and is equal to or less than 1.27, the ratio of the supply amount of oxygen to the supply amount of raw material gas (organic silicon compound) can be optimized in the early stage of the deposition process. Therefore, the surface temperature of the soot L can be suppressed. Therefore, the bulk density of the soot L can be suppressed in the early stage of the deposition process. Therefore, chlorine can be easily diffused into the soot L in the dehydration process, and the efficiency of the dehydration process is improved.
R2/R1が1.27以下であると、堆積工程の後期において混合比R’は大幅には低下しにくい。原料ガスの供給量と酸素の供給量との比率が大きくなりすぎないため、スートLの表面温度の低下を抑えることができる。したがって、スートLの嵩密度は、堆積工程の後期にあっても低くなりすぎない。よって、スート割れは起こりにくい。また、堆積工程の後期にスートの嵩密度が低くなりすぎないため、スート径が大きくなって多孔質ガラス微粒子体が焼結炉に入りにくくなるなどの不都合も生じにくい。そのため、焼結炉の設備コストを抑えることができる。
実施形態の製造方法では、可燃性ガスの使用量を抑制しつつ、スートLの表面温度の低下を抑えることができるため、コスト抑制が可能である。
When R2/R1 is 1.27 or less, the mixing ratio R' is unlikely to decrease significantly in the later stage of the deposition process. Since the ratio of the supply amount of the raw material gas to the supply amount of oxygen does not become too large, the decrease in the surface temperature of the soot L can be suppressed. Therefore, the bulk density of the soot L does not become too low even in the later stage of the deposition process. Therefore, soot cracking is unlikely to occur. In addition, since the bulk density of the soot does not become too low in the later stage of the deposition process, inconveniences such as the soot diameter becoming large and the porous glass particles becoming difficult to enter the sintering furnace are unlikely to occur. Therefore, the equipment cost of the sintering furnace can be suppressed.
In the manufacturing method of the embodiment, the amount of flammable gas used can be reduced while the decrease in the surface temperature of the soot L can be suppressed, thereby making it possible to reduce costs.
R2/R1が1.27以下であると、混合比R’の最大値が抑えられるため、原料ガスの燃焼反応が安定化する。そのため、安定な火炎を形成し、スートの堆積効率を高めることができる。 When R2/R1 is 1.27 or less, the maximum value of the mixture ratio R' is suppressed, and the combustion reaction of the raw material gas is stabilized, so that a stable flame is formed and the soot deposition efficiency can be increased.
R2/R1は、1を越えていればよく、好ましくは1.03以上である。R2/R1が1を越えることにより、スートLの表面温度は、堆積工程の初期に高く、後期に低くなりやすい。そのため、スートLの嵩密度は、径方向の外方に徐々に低下する分布となりやすい。よって、脱水工程において塩素がスートに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。 R2/R1 should be greater than 1, and is preferably 1.03 or greater. When R2/R1 exceeds 1, the surface temperature of the soot L tends to be high in the early stage of the deposition process and low in the later stage. Therefore, the bulk density of the soot L tends to be distributed so that it gradually decreases radially outward. Therefore, chlorine is more likely to diffuse into the soot during the dehydration process, and the efficiency of the dehydration process is improved.
図4は、実施形態の製造方法におけるスートの表面温度の変化を示す図である。図4における「目標温度」は、径方向の外方に嵩密度が徐々に低下し、かつ低下の程度が大きすぎない理想的なスートを形成することができる表面温度である。目標温度は、製造条件(例えば、光ファイバの品種、製造装置のサイズなど)によって異なる。 Figure 4 is a diagram showing the change in surface temperature of the soot in the manufacturing method of the embodiment. The "target temperature" in Figure 4 is the surface temperature at which an ideal soot can be formed in which the bulk density gradually decreases radially outward, but the degree of decrease is not too great. The target temperature varies depending on the manufacturing conditions (e.g., the type of optical fiber, the size of the manufacturing equipment, etc.).
図4に示すように、実施形態の製造方法では、堆積工程の初期においてスートの表面温度を抑制するとともに、後期においてスートの表面温度の低下を抑える。そのため、スートの表面温度を目標温度に近づけることができる。図4では、スートの表面温度と目標温度との差は小さい。したがって、堆積工程の初期においてスート嵩密度を抑えるとともに、堆積工程の後期におけるスート嵩密度の低下を小さくできる。よって、脱水工程において十分な脱水処理の効率を得るとともに、スート割れ等の問題を抑えることができる。 As shown in FIG. 4, in the manufacturing method of the embodiment, the surface temperature of the soot is suppressed in the early stage of the deposition process, and the decrease in the surface temperature of the soot is suppressed in the later stage. Therefore, the surface temperature of the soot can be brought closer to the target temperature. In FIG. 4, the difference between the surface temperature of the soot and the target temperature is small. Therefore, the soot bulk density can be suppressed in the early stage of the deposition process, and the decrease in the soot bulk density in the later stage of the deposition process can be reduced. Therefore, sufficient dehydration efficiency can be obtained in the dehydration process, and problems such as soot cracking can be suppressed.
実施形態の製造方法の効果を明確にするため、図5および図6を参照して、比較形態の製造方法を説明する。
図5は、第1の比較形態の製造方法におけるスートの表面温度の変化を示す。第1の比較形態では、すべてのガスの供給条件を堆積工程を通じて一定とした。
In order to clarify the effect of the manufacturing method of the embodiment, a manufacturing method of a comparative example will be described with reference to FIGS.
5 shows the change in soot surface temperature in a manufacturing method of the first comparative example, in which the supply conditions of all gases were kept constant throughout the deposition process.
図5に示すように、堆積工程の初期には、スート径が小さくスートの熱容量が小さいため、スートの表面温度は高くなる。そのため、スートの嵩密度は高くなる。嵩密度が高くなりすぎると、脱水工程において塩素がスートに拡散しにくくなって脱水処理の効率が低くなる可能性がある。 As shown in Figure 5, in the early stages of the deposition process, the soot surface temperature is high because the soot diameter is small and the heat capacity of the soot is small. As a result, the bulk density of the soot is high. If the bulk density becomes too high, it may become difficult for chlorine to diffuse into the soot during the dehydration process, which may reduce the efficiency of the dehydration process.
堆積工程の後期には、スート径の増大によりスートの熱容量が大きくなるため、スートの表面温度は低くなりやすい。そのため、スートの嵩密度は低くなる。嵩密度が低くなりすぎると、スート割れが生じたり、多孔質ガラス微粒子体が焼結炉に入りにくくなるなどの不都合が生じやすくなる。 In the later stages of the deposition process, the heat capacity of the soot increases due to the increase in soot diameter, so the surface temperature of the soot tends to decrease. This reduces the bulk density of the soot. If the bulk density becomes too low, problems such as soot cracking and the porous glass particles becoming difficult to enter the sintering furnace are likely to occur.
図6は、第2の比較形態の製造方法におけるスートの表面温度の変化を示す。図6に示すように、第2の比較形態では、堆積工程の初期に、可燃性ガス流量の調整によりバーナの火炎を小さくすることによって、スートの表面温度の抑制を試みた。しかし、火炎の安定性確保を考慮すると、火炎の調整には限度があるため、堆積工程の初期において、スートの表面温度を十分に低くするのは難しかった。そのため、第2の比較形態の製造方法では、第1の比較形態(図5参照)と同様に、スートの嵩密度が高くなり、脱水工程において脱水処理の効率が低くなる可能性がある。 Figure 6 shows the change in soot surface temperature in the manufacturing method of the second comparative embodiment. As shown in Figure 6, in the second comparative embodiment, an attempt was made to suppress the soot surface temperature by reducing the burner flame size by adjusting the combustible gas flow rate at the beginning of the deposition process. However, considering the need to ensure flame stability, there is a limit to how much the flame can be adjusted, and so it was difficult to sufficiently reduce the soot surface temperature at the beginning of the deposition process. Therefore, in the manufacturing method of the second comparative embodiment, as in the first comparative embodiment (see Figure 5), the bulk density of the soot increases, which may result in lower efficiency of the dehydration process in the dehydration process.
堆積工程の後期には、第1の比較形態(図5参照)と同様に、スートの表面温度は低くなりやすく、スートの嵩密度は低くなる可能性がある。可燃性ガス流量の増加などによりスートの表面温度を高めることができるが、可燃性ガスの使用量が多くなるため、コストの問題が生じ得る。 In the later stages of the deposition process, as in the first comparative embodiment (see Figure 5), the surface temperature of the soot is likely to be low, and the bulk density of the soot may be low. The surface temperature of the soot can be increased by increasing the flow rate of combustible gas, but this would require a larger amount of combustible gas to be used, which could result in cost issues.
このように、図5および図6に示す比較形態の製造方法では、堆積工程の初期においてスートの嵩密度が高くなりやすく、堆積工程の後期においてスートの嵩密度が低くなりやすい。これに対し、図4に示す実施形態の製造方法では、堆積工程の初期においてスート嵩密度を抑えるとともに、堆積工程の後期におけるスート嵩密度の低下を小さくできる。そのため、脱水工程において十分な脱水処理の効率を得ることができ、しかも、スート割れ等の問題を抑えることができる。 As described above, in the comparative manufacturing method shown in Figures 5 and 6, the bulk density of the soot tends to be high in the early stages of the deposition process, and tends to be low in the later stages of the deposition process. In contrast, in the manufacturing method of the embodiment shown in Figure 4, the soot bulk density can be suppressed in the early stages of the deposition process, and the decrease in the soot bulk density in the later stages of the deposition process can be reduced. As a result, sufficient dehydration efficiency can be obtained in the dehydration process, and problems such as soot cracking can be suppressed.
相対経過時間が0であるときの混合比R’と、相対経過時間が1であるときの混合比R’とは、実質的に等しいことが好ましい。相対経過時間が0であるときの混合比R’を「混合比R3」という。相対経過時間が1であるときの混合比R’を「混合比R4」という。
「実質的に等しい」とは、混合比R3と混合比R4とを比較したとき、混合比R3と混合比R4との差が、混合比R3または混合比R4に対して±2%以内の範囲にあることをいう。
It is preferable that the mixing ratio R' when the relative elapsed time is 0 is substantially equal to the mixing ratio R' when the relative elapsed time is 1. The mixing ratio R' when the relative elapsed time is 0 is referred to as "mixing ratio R3." The mixing ratio R' when the relative elapsed time is 1 is referred to as "mixing ratio R4."
"Substantially equal" means that when mixing ratio R3 and mixing ratio R4 are compared, the difference between mixing ratio R3 and mixing ratio R4 is within a range of ±2% of mixing ratio R3 or mixing ratio R4.
混合比R3と混合比R4とが実質的に等しいと、堆積工程の最初期において出発部材M(図1参照)の表面温度を高めることができる。堆積工程の最初期において出発部材Mの表面温度を適正化することができるため、スートLの嵩密度は良好となる。また、混合比R3と混合比R4とが実質的に等しい値になるため、可燃性ガスの使用量を抑えることもできる。 When the mixing ratios R3 and R4 are substantially equal, the surface temperature of the starting material M (see FIG. 1) can be increased at the very beginning of the deposition process. Since the surface temperature of the starting material M can be optimized at the very beginning of the deposition process, the bulk density of the soot L is good. In addition, since the mixing ratios R3 and R4 are substantially equal, the amount of flammable gas used can be reduced.
図1に示すように、スートLの形成を完了させることで、多孔質ガラス微粒子体が得られる。
図2に示すように、ガラス微粒子の生成を停止した後、第2弁12aを閉じるとともに第4弁14aを開き、パージガスをバーナ4に供給してもよい。これにより、バーナ4やバーナライン12に残留した予混合ガスGmをバーナ4外に排出できる。
As shown in FIG. 1, by completing the formation of soot L, porous glass particles are obtained.
2, after the generation of glass particles is stopped, the
(2)焼結工程
多孔質ガラス微粒子体に焼結処理を施すことで、光ファイバ母材が得られる。焼結処理に加えて、必要に応じて光ファイバ母材に脱水処理、ドープ処理などを施してもよい。
(2) Sintering Step The porous glass particles are sintered to obtain an optical fiber preform. In addition to the sintering, the optical fiber preform may be subjected to a dehydration treatment, a doping treatment, or the like, if necessary.
[光ファイバの製造方法]
実施形態の光ファイバの製造方法では、前述の光ファイバ母材を線引きして光ファイバ素線(光ファイバ)を得る。
実施形態に係る光ファイバの製造方法の線引き工程の例を、図7を参照して説明する。
[Optical fiber manufacturing method]
In the method for manufacturing an optical fiber according to the embodiment, the optical fiber preform described above is drawn to obtain an optical fiber wire (optical fiber).
An example of a drawing step of the method for producing an optical fiber according to the embodiment will be described with reference to FIG.
図7は、線引き装置200の概略構成を示す模式図である。
図7に示すように、紡糸部110において、加熱炉112によって光ファイバ母材102を加熱する。これにより、光ファイバ母材102を溶融紡糸して光ファイバ裸線103を形成する。外径測定部120において、光ファイバ裸線103の外径を測定してもよい。光ファイバ裸線103を冷却部130で冷却してもよい。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the
7 , in the
コーティング部140において、光ファイバ裸線103の外周に、被覆材を塗布(コーティング)して被覆層とすることによって被覆光ファイバ104を得る。硬化部150において、加熱、UV照射などにより被覆光ファイバ104の被覆層を硬化させて光ファイバ素線105(光ファイバ)を得る。光ファイバ素線105は、引取り部160により引き取られ、巻取り部170により巻き取られる。
In the
[実施形態の光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法が奏する効果]
実施形態の製造方法では、予混合ガスGmの混合比R’(モル比)を、相対経過時間が0越、0.2以下であるときに最大値(堆積工程全体の最大値)をとるように調整する。混合比R’が最大値をとるときの相対経過時間が0越、0.2以下であると、混合比R’は堆積工程の初期に最大値をとることになる。そのため、スートLの表面温度も、堆積工程の初期に最大値をとる。したがって、スートLの嵩密度は、径方向の外方に徐々に低下する分布となりやすい。よって、脱水工程において塩素がスートに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。
[Effects of the manufacturing method of the optical fiber preform and the manufacturing method of the optical fiber according to the embodiment]
In the manufacturing method of the embodiment, the mixing ratio R' (molar ratio) of the premixed gas Gm is adjusted to have a maximum value (maximum value for the entire deposition process) when the relative elapsed time is between 0 and 0.2. If the relative elapsed time when the mixing ratio R' has a maximum value is between 0 and 0.2, the mixing ratio R' will have a maximum value at the beginning of the deposition process. Therefore, the surface temperature of the soot L also has a maximum value at the beginning of the deposition process. Therefore, the bulk density of the soot L tends to have a distribution that gradually decreases radially outward. Therefore, chlorine is easily diffused into the soot in the dehydration process, and the efficiency of the dehydration process is improved.
実施形態の製造方法では、予混合ガスGmの混合比R’を調整することによって、R2/R1を、1を越え、1.27以下(好ましくは1.1以下)とする。R2/R1が1を越え、1.27以下であると、堆積工程の初期において、原料ガス(有機シリコン化合物)の供給量に対する酸素の供給量の比率を適正化できる。そのため、スートLの表面温度を抑制できる。したがって、堆積工程の初期において、スートLの嵩密度を抑制できる。よって、脱水工程において塩素がスートLに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。 In the manufacturing method of the embodiment, the mixing ratio R' of the premixed gas Gm is adjusted to make R2/R1 greater than 1 and equal to or less than 1.27 (preferably equal to or less than 1.1). When R2/R1 is greater than 1 and equal to or less than 1.27, the ratio of the supply amount of oxygen to the supply amount of the raw material gas (organic silicon compound) can be optimized in the early stage of the deposition process. Therefore, the surface temperature of the soot L can be suppressed. Therefore, the bulk density of the soot L can be suppressed in the early stage of the deposition process. Therefore, chlorine is easily diffused into the soot L in the dehydration process, and the efficiency of the dehydration process is improved.
R2/R1が1.27以下であると、堆積工程の後期において混合比R’は大幅には低下しにくい。原料ガスの供給量と酸素の供給量との比率が大きくなりすぎないため、スートLの表面温度の低下を抑えることができる。したがって、スートLの嵩密度は、堆積工程の後期にあっても低くなりすぎない。よって、スート割れは起こりにくい。また、堆積工程の後期にスートの嵩密度が低くなりすぎないため、スート径が大きくなって多孔質ガラス微粒子体が焼結炉に入りにくくなるなどの不都合も生じにくい。そのため、焼結炉の設備コストを抑えることができる。
実施形態の製造方法では、可燃性ガスの使用量を抑制しつつ、スートLの表面温度の低下を抑えることができるため、コスト抑制が可能である。
When R2/R1 is 1.27 or less, the mixing ratio R' is unlikely to decrease significantly in the later stage of the deposition process. Since the ratio of the supply amount of the raw material gas to the supply amount of oxygen does not become too large, the decrease in the surface temperature of the soot L can be suppressed. Therefore, the bulk density of the soot L does not become too low even in the later stage of the deposition process. Therefore, soot cracking is unlikely to occur. In addition, since the bulk density of the soot does not become too low in the later stage of the deposition process, inconveniences such as the soot diameter becoming large and the porous glass particles becoming difficult to enter the sintering furnace are unlikely to occur. Therefore, the equipment cost of the sintering furnace can be suppressed.
In the manufacturing method of the embodiment, the amount of flammable gas used can be reduced while the decrease in the surface temperature of the soot L can be suppressed, thereby making it possible to reduce costs.
R2/R1が1.27以下であると、混合比R’の最大値が抑えられるため、原料ガスの燃焼反応が安定化する。そのため、安定な火炎を形成し、スートの堆積効率を高めることができる。 When R2/R1 is 1.27 or less, the maximum value of the mixture ratio R' is suppressed, and the combustion reaction of the raw material gas is stabilized, so that a stable flame is formed and the soot deposition efficiency can be increased.
R2/R1は、1を越えていればよく、好ましくは1.03以上である。R2/R1が1を越えることにより、スートLの表面温度は、堆積工程の初期に高く、後期に低くなりやすい。そのため、スートLの嵩密度は、径方向の外方に徐々に低下する分布となりやすい。よって、脱水工程において塩素がスートに拡散しやすくなり、脱水処理の効率は良好となる。 R2/R1 should be greater than 1, and is preferably 1.03 or greater. When R2/R1 exceeds 1, the surface temperature of the soot L tends to be high in the early stage of the deposition process and low in the later stage. Therefore, the bulk density of the soot L tends to be distributed so that it gradually decreases radially outward. Therefore, chlorine is more likely to diffuse into the soot during the dehydration process, and the efficiency of the dehydration process is improved.
以下、具体的な実施例を用いて、上記実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。 The above embodiment will be explained below using specific examples. Note that the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
図1に示す製造装置1を用いて、光ファイバ母材を作製した。流量調整部11bによって流量を調整した原料を、キャリアガスとともに気化ユニット11dに導入して気化した(図2参照)。得られた原料ガスを酸素(O2)と混合して予混合ガスGmを得た。原料としてはD4を用いた。キャリアガスとしてはArを用いた。流量調整部11bとしてはMFCを用いた。予混合ガスGmをバーナに供給し、ガラス微粒子を出発部材に堆積させた(堆積工程)。堆積工程で得られた多孔質ガラス微粒子体に脱水処理(脱水工程)および焼結処理(焼結工程)を施し、光ファイバ母材を得た。
Example 1
An optical fiber preform was produced using the
図8(B)に示すように、堆積工程では、流量調整部11b(図2参照)によってD4の流量を調整することによって、予混合ガスGmの混合比R’を調整した。混合比R’は、堆積工程の開始時には0.191である。混合比R’は、相対経過時間が約0.03のときに最大値0.201をとる。この最大値は、極大値(ピーク値)である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.188である。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.188であるため、R2/R1は「1.07」となった。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲では、0以上、0.667未満の範囲とは異なり、混合比R’は概ね一定である。
As shown in FIG. 8B, in the deposition process, the flow rate of D4 was adjusted by the flow
図8(A)に示すように、スートの表面温度と目標温度との差の最大値は、約13℃であった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差は25℃以下(詳しくは、20℃以下)の範囲に抑えられた。
焼結処理に不具合は生じなかった。光ファイバ母材の脱水状態は良好であった。
As shown in Fig. 8A, the maximum difference between the soot surface temperature and the target temperature was about 13°C. Therefore, the difference between the soot surface temperature and the target temperature was kept within a range of 25°C or less (more specifically, 20°C or less).
No problems occurred during the sintering process, and the optical fiber preform was well dehydrated.
(実施例2)
図9(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.191である。混合比R’は、相対経過時間が0.03~0.08の範囲で一定となる。この一定値である混合比R’は、この工程の最大値である0.201である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.188である。それ以外は実施例1と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.188であるため、R2/R1は「1.07」となった。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲では、0以上、0.667未満の範囲とは異なり、混合比R’は概ね一定である。
Example 2
As shown in FIG. 9B, the mixing ratio R' is 0.191 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' is constant when the relative elapsed time is in the range of 0.03 to 0.08. This constant value of the mixing ratio R' is 0.201, which is the maximum value of this process. When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.188. Except for this, the optical fiber preform was fabricated in the same manner as in Example 1. The average value R1 of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less is 0.188, so R2/R1 is "1.07". In the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less, the mixing ratio R' is roughly constant, unlike in the range of 0 or more and less than 0.667.
図9(A)に示すように、スートの表面温度と目標温度との差の最大値は、約13℃であった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差は25℃以下(詳しくは、20℃以下)の範囲に抑えられた。
焼結処理に不具合は生じなかった。光ファイバ母材の脱水状態は良好であった。
9A, the maximum difference between the soot surface temperature and the target temperature was about 13° C. Therefore, the difference between the soot surface temperature and the target temperature was kept within a range of 25° C. or less (more specifically, 20° C. or less).
No problems occurred during the sintering process, and the optical fiber preform was well dehydrated.
(実施例3)
図1に示す製造装置1を用いて、光ファイバ母材を作製した。流量調整部11bによって流量を調整した原料を、キャリアガスとともに気化ユニット11dに導入して気化した(図2参照)。得られた原料ガスを酸素(O2)と混合して予混合ガスGmを得た。原料としてはD4を用いた。キャリアガスとしてはArを用いた。流量調整部11bとしてはMFCを用いた。予混合ガスGmをバーナに供給し、ガラス微粒子を出発部材に堆積させた(堆積工程)。堆積工程で得られた多孔質ガラス微粒子体に脱水処理(脱水工程)および焼結処理(焼結工程)を施し、光ファイバ母材を得た。
Example 3
An optical fiber preform was produced using the
図10(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.222である。混合比R’は、相対経過時間が0.039のときに最大値0.244をとる。この最大値は、極大値(ピーク値)である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.222である。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.222であるため、R2/R1は「1.10」となった。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲では、0以上、0.667未満の範囲とは異なり、混合比R’は概ね一定である。 As shown in FIG. 10B, the mixing ratio R' is 0.222 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' reaches a maximum value of 0.244 when the relative elapsed time is 0.039. This maximum value is a maximum value (peak value). When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.222. Since the average value R1 of the mixing ratio R' in the range of relative elapsed times of 0.667 or more and 1 or less is 0.222, R2/R1 is "1.10". In the range of relative elapsed times of 0.667 or more and 1 or less, the mixing ratio R' is roughly constant, unlike in the range of 0 or more and less than 0.667.
図10(A)に示すように、スートの表面温度と目標温度との差の最大値は、約17℃であった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差は25℃以下(詳しくは、20℃以下)の範囲に抑えられた。
焼結処理に不具合は生じなかった。光ファイバ母材の脱水状態は良好であった。
10A, the maximum difference between the soot surface temperature and the target temperature was about 17° C. Therefore, the difference between the soot surface temperature and the target temperature was kept within a range of 25° C. or less (more specifically, 20° C. or less).
No problems occurred during the sintering process, and the optical fiber preform was well dehydrated.
(実施例4)
図11(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.222である。混合比R’は、相対経過時間が0.02~0.17の範囲で一定となる。この一定値である混合比R’は、この工程の最大値である0.24である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.222である。それ以外は実施例3と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.222であるため、R2/R1は「1.10」となった。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲では、0以上、0.667未満の範囲とは異なり、混合比R’は概ね一定である。
Example 4
As shown in FIG. 11B, the mixing ratio R' is 0.222 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' is constant when the relative elapsed time is in the range of 0.02 to 0.17. This constant mixing ratio R' is 0.24, which is the maximum value in this process. When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.222. Except for this, the optical fiber preform was fabricated in the same manner as in Example 3. Since the average value R1 of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less is 0.222, R2/R1 was "1.10". In the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less, the mixing ratio R' is approximately constant, unlike in the range of 0 or more and less than 0.667.
図11(A)に示すように、スートの表面温度と目標温度との差の最大値は、約17℃であった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差は25℃以下(詳しくは、20℃以下)の範囲に抑えられた。
焼結処理に不具合は生じなかった。光ファイバ母材の脱水状態は良好であった。
11A, the maximum difference between the soot surface temperature and the target temperature was about 17° C. Therefore, the difference between the soot surface temperature and the target temperature was kept within a range of 25° C. or less (more specifically, 20° C. or less).
No problems occurred during the sintering process, and the optical fiber preform was well dehydrated.
(実施例5)
図12(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.191である。混合比R’は、相対経過時間が約0.03のときに最大値0.201をとる。この最大値は、極大値(ピーク値)である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は約0.16である。それ以外は実施例1と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.159であるため、R2/R1は「1.27」となった。
Example 5
As shown in Fig. 12(B), the mixing ratio R' is 0.191 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' reaches a maximum value of 0.201 when the relative elapsed time is about 0.03. This maximum value is a maximum value (peak value). When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is about 0.16. Except for this, the optical fiber preform was fabricated in the same manner as in Example 1. The average value R1 of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less is 0.159, so R2/R1 was "1.27".
図12(A)に示すように、スートの表面温度と目標温度との差の最大値は、約23℃であった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差は25℃以下の範囲に抑えられた。
相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲では、バーナの火炎の安定性はやや低くなった。
焼結処理に不具合は生じなかった。光ファイバ母材の脱水状態は良好であった。
12A, the maximum difference between the soot surface temperature and the target temperature was about 23° C. Therefore, the difference between the soot surface temperature and the target temperature was kept within a range of 25° C. or less.
When the relative elapsed time was in the range of 0.667 or more and 1 or less, the stability of the burner flame was somewhat decreased.
No problems occurred during the sintering process, and the optical fiber preform was well dehydrated.
(比較例1)
図13(B)に示すように、混合比R’を、堆積工程の開始から終了まで一定の値(0.191)とした。それ以外は実施例1と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.191であるため、R2/R1は「1.00」となった。
(Comparative Example 1)
13B, the mixing ratio R' was kept constant (0.191) from the start to the end of the deposition process. Except for this, the optical fiber preform was fabricated in the same manner as in Example 1. Since the average value R1 of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time of 0.667 to 1 was 0.191, R2/R1 was "1.00".
図13(A)に示すように、スートの表面温度は目標温度に対して最大で約65℃高くなった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差を25℃以下の範囲に抑えることはできなかった。
光ファイバ母材は、脱水工程において脱水が不十分となった。
13A, the soot surface temperature was higher than the target temperature by a maximum of about 65° C. Therefore, it was not possible to keep the difference between the soot surface temperature and the target temperature within a range of 25° C. or less.
The optical fiber preform was not sufficiently dehydrated in the dehydration process.
(比較例2)
図14(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.191である。混合比R’は、相対経過時間が0.22~0.33の範囲で一定となる。この一定値である混合比R’は、この工程の最大値である0.201である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.193である。それ以外は実施例1と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.193であるため、R2/R1は「1.04」となった。
(Comparative Example 2)
As shown in Fig. 14(B), the mixing ratio R' is 0.191 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' is constant when the relative elapsed time is in the range of 0.22 to 0.33. This constant value of the mixing ratio R' is 0.201, which is the maximum value for this process. When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.193. Except for this, the optical fiber preform was produced in the same manner as in Example 1. The average value R1 of the mixing ratio R' when the relative elapsed time is in the range of 0.667 to 1 is 0.193, so R2/R1 was 1.04.
図14(A)に示すように、スートの表面温度は目標温度に対して最大で約61℃高くなった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差を25℃以下の範囲に抑えることはできなかった。
光ファイバ母材は、脱水工程において脱水が不十分となった。
14A, the soot surface temperature was higher than the target temperature by a maximum of about 61° C. Therefore, it was not possible to keep the difference between the soot surface temperature and the target temperature within a range of 25° C. or less.
The optical fiber preform was not sufficiently dehydrated in the dehydration process.
(比較例3)
図15(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.191である。混合比R’は、相対経過時間が0.039のときに最大値0.26をとる。この最大値は、極大値(ピーク値)である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.188である。それ以外は実施例1と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.188であるため、R2/R1は「1.38」となった。
(Comparative Example 3)
As shown in Fig. 15(B), the mixing ratio R' is 0.191 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' reaches a maximum value of 0.26 when the relative elapsed time is 0.039. This maximum value is a maximum value (peak value). When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.188. Except for this, the optical fiber preform was produced in the same manner as in Example 1. The average value R1 of the mixing ratio R' in the range of the relative elapsed time of 0.667 or more and 1 or less is 0.188, so R2/R1 was "1.38".
図15(A)に示すように、スートの表面温度は目標温度に対して最大で約40℃低くなった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差を25℃以下の範囲に抑えることはできなかった。
堆積工程において、スートには、黒いすすの混入が起きた。そのため、光ファイバ母材の外観に影響が出た。
15A, the soot surface temperature was lower than the target temperature by a maximum of about 40° C. Therefore, it was not possible to keep the difference between the soot surface temperature and the target temperature within a range of 25° C. or less.
During the deposition process, the soot was contaminated with black soot, which affected the appearance of the optical fiber preform.
(比較例4)
図16(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.191である。混合比R’は、相対経過時間が0.02~0.22の範囲で一定となる。この一定値である混合比R’は、この工程の最大値である0.203である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.189である。それ以外は実施例1と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.189であるため、R2/R1は「1.07」となった。
(Comparative Example 4)
As shown in Fig. 16(B), the mixing ratio R' is 0.191 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' is constant when the relative elapsed time is in the range of 0.02 to 0.22 . This constant value of the mixing ratio R' is 0.203, which is the maximum value for this process. When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.189. Except for this, the optical fiber preform was produced in the same manner as in Example 1. The average value R1 of the mixing ratio R' when the relative elapsed time is in the range of 0.667 to 1 is 0.189, so R2/R1 was 1.07.
図16(A)に示すように、スートの表面温度は目標温度に対して最大で約26℃低くなった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差を25℃以下の範囲に抑えることはできなかった。
スートの嵩密度は低くなり、スート径は大きくなった。そのため、多孔質ガラス微粒子体が焼結炉に入りにくくなった。
16A, the soot surface temperature was lower than the target temperature by a maximum of about 26° C. Therefore, it was not possible to keep the difference between the soot surface temperature and the target temperature within a range of 25° C. or less.
The bulk density of the soot became lower and the diameter of the soot became larger, which made it difficult for the porous glass particles to enter the sintering furnace.
(比較例5)
図17(B)に示すように、混合比R’は、堆積工程の開始時には0.222である。混合比R’は、相対経過時間が0.02~0.27の範囲で一定となる。このときの混合比R’は、この工程の最大値である0.24である。相対経過時間が1のとき、混合比R’は0.222である。それ以外は実施例3と同様にして光ファイバ母材を作製した。相対経過時間が0.667以上、1以下の範囲における混合比R’の平均値R1は0.222であるため、R2/R1は「1.08」となった。
(Comparative Example 5)
As shown in Fig. 17(B), the mixing ratio R' is 0.222 at the start of the deposition process. The mixing ratio R' is constant when the relative elapsed time is in the range of 0.02 to 0.27. At this time, the mixing ratio R' is 0.24, which is the maximum value for this process. When the relative elapsed time is 1, the mixing ratio R' is 0.222. Except for this, the optical fiber preform was produced in the same manner as in Example 3. The average value R1 of the mixing ratio R' when the relative elapsed time is in the range of 0.667 to 1 is 0.222, so R2/R1 was "1.08".
図17(A)に示すように、スートの表面温度は目標温度に対して最大で約36℃低くなった。そのため、スートの表面温度と目標温度との差を25℃以下の範囲に抑えることはできなかった。
スートの嵩密度は低くなり、スート径は大きくなった。そのため、多孔質ガラス微粒子体が焼結炉に入りにくくなった。
17A, the soot surface temperature was lower than the target temperature by a maximum of about 36° C. Therefore, it was not possible to suppress the difference between the soot surface temperature and the target temperature to within a range of 25° C. or less.
The bulk density of the soot became lower and the diameter of the soot became larger, which made it difficult for the porous glass particles to enter the sintering furnace.
試験の結果を考察する。図13(A)および図13(B)に示すように、比較例1では、脱水工程において脱水が不十分となった。比較例1では、予混合ガスGmの混合比R’の調整を行わなかったため、堆積工程の初期においてスートの表面温度が高くなった。そのため、スートの嵩密度が高くなり、その結果、脱水工程において脱水が不十分となった可能性がある。 The test results are considered. As shown in Fig. 13(A) and Fig. 13(B), in Comparative Example 1, dehydration was insufficient in the dehydration process. In Comparative Example 1, the mixing ratio R' of the premixed gas Gm was not adjusted, so the surface temperature of the soot was high in the early stage of the deposition process. Therefore, the bulk density of the soot was high, and as a result, there is a possibility that dehydration was insufficient in the dehydration process.
図14(A)および図14(B)に示すように、比較例2では、脱水工程において脱水が不十分となった。比較例2では、予混合ガスGmの混合比R’の調整を行ったが、混合比R’は、相対経過時間が0.2を越えた範囲で最大値となった。そのため、比較例1と同様に、堆積工程の初期においてスートの表面温度が高くなった。これにより、スートの嵩密度が高くなり、その結果、脱水工程において脱水が不十分となった可能性がある。 As shown in Figures 14(A) and 14(B), in Comparative Example 2, dehydration was insufficient in the dehydration process. In Comparative Example 2, the mixing ratio R' of the premixed gas Gm was adjusted, but the mixing ratio R' reached a maximum value in the range where the relative elapsed time exceeded 0.2. Therefore, similar to Comparative Example 1, the surface temperature of the soot became high in the early stage of the deposition process. This may have caused the bulk density of the soot to increase, resulting in insufficient dehydration in the dehydration process.
図15(A)および図15(B)に示すように、比較例3では、堆積工程の初期に混合比R’が大きいため、原料ガスの燃焼が不安定になり、スートの表面温度が低下した可能性がある。また、原料ガスの燃焼が不安定になることにより、すすが発生したと考えられる。 15(A) and 15(B), in Comparative Example 3, the mixing ratio R' was large in the early stage of the deposition process, which may have caused the combustion of the source gas to become unstable, lowering the surface temperature of the soot. It is also believed that the soot was generated due to the unstable combustion of the source gas.
図16(A)および図16(B)に示すように、比較例4では、混合比R’の最大値が相対経過時間0.2を越える範囲に及ぶため、全体にスートの嵩密度が低くなった可能性がある。
図17(A)および図17(B)に示すように、比較例5では、混合比R’の最大値が相対経過時間0.2を越える範囲に及ぶため、全体にスートの嵩密度が低くなった可能性がある。
As shown in Figures 16(A) and 16(B), in Comparative Example 4, the maximum value of the mixing ratio R' extends over a range exceeding a relative elapsed time of 0.2, which may have resulted in a low bulk density of the soot overall.
As shown in Figures 17(A) and 17(B), in Comparative Example 5, the maximum value of the mixing ratio R' extends over a range exceeding a relative elapsed time of 0.2, which may have resulted in a low bulk density of the soot overall.
実施例1~5は、比較例1,2とは異なり、相対経過時間が0越、0.2以下であるときに最大値をとるように混合比R’を調整した。そのため、スートの嵩密度が抑えられ、脱水工程における処理効率が良好になった。 In Examples 1 to 5, unlike Comparative Examples 1 and 2, the mixing ratio R' was adjusted so that the mixing ratio R' was maximized when the relative elapsed time was greater than 0 and less than 0.2. As a result, the bulk density of the soot was suppressed, and the processing efficiency in the dewatering process was improved.
実施例1~5は、比較例3とは異なり、R2/R1が1を越え、1.27以下であるため、原料ガスの燃焼が安定化し、スートの表面温度を適正化できた。よって、スートの嵩密度は良好となった。実施例1~5では、原料ガスの燃焼が安定化するため、すすはほとんど発生しなかった。 In Examples 1 to 5, unlike Comparative Example 3, R2/R1 was greater than 1 and was equal to or less than 1.27, so the combustion of the raw gas was stabilized and the surface temperature of the soot was optimized. As a result, the bulk density of the soot was good. In Examples 1 to 5, the combustion of the raw gas was stabilized, so almost no soot was generated.
実施例1~5は、比較例4,5とは異なり、相対経過時間が0越、0.2以下であるときに最大値をとるように混合比R’を調整した。そのため、スートの嵩密度が抑えられ、脱水工程における処理効率が良好になった。 In Examples 1 to 5, unlike Comparative Examples 4 and 5, the mixing ratio R' was adjusted so as to have a maximum value when the relative elapsed time was greater than 0 and less than 0.2. Therefore, the bulk density of the soot was suppressed, and the processing efficiency in the dewatering process was improved.
以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
図1に示す製造装置1は、バーナ4が短い動作範囲を往復動する方式(短距離往復方式)が採用されているが、製造装置は、バーナが出発部材の有効部の全長にわたって往復動しつつスートを形成する方式(全長往復方式)を採用してもよい。全長往復方式の場合も、バーナではなく、出発部材が長手方向に移動可能であってもよい。
Although the present invention has been described above based on the best mode, the present invention is not limited to the above-mentioned mode, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
1 employs a system in which the
製造装置は、バーナが、出発部材に沿う部分軌道を有する周回軌道に沿って周回移動する方式(周回方式)を採用してもよい。周回方式では、バーナは、前記部分軌道に沿って移動する際に、堆積工程によりスートを形成する。
全長往復方式または周回方式を採用する場合でも、堆積工程において、前述の予混合ガスの混合比の調整を行うことができる。
The manufacturing apparatus may employ a method (orbital method) in which a burner moves orbitally along a circular orbit having a partial orbit along the starting member. In the orbital method, the burner forms soot by a deposition process while moving along the partial orbit.
Even when the full-length reciprocating method or the circulating method is adopted, the mixing ratio of the premixed gas can be adjusted in the deposition process.
周回方式では、周回軌道に沿って1周回するバーナの動作をトラバースという。
全長往復方式におけるバーナの往復動は、第1の向きの単方向経路と、第1の向きとは反対の第2の向きの単方向経路とを含む。トラバースは、単方向経路に沿う直線的動作をいう。
なお、図1に示す製造装置1では、バーナ4の数は複数であるが、バーナ4の数は1つでもよい。混合比R’は、相対経過時間が0越、0.2以下であるときに最大値をとるように調整してもよい。
In the orbital method, the movement of the burner going around once along an orbital path is called a traverse.
The reciprocating motion of the burner in the full length reciprocating mode includes a unidirectional path in a first direction and a unidirectional path in a second direction opposite the first direction. Traverse refers to linear movement along the unidirectional path.
1, the number of
1…製造装置、4…バーナ、102…光ファイバ母材、105…光ファイバ素線(光ファイバ)、M…出発部材。 1... manufacturing device, 4... burner, 102... optical fiber preform, 105... optical fiber wire (optical fiber), M... starting member.
Claims (6)
前記工程では、前記原料ガスの物質量と前記酸素の物質量との混合比を、前記工程の全体に対する経過時間の比が0越、0.2以下であるときに最大値となるように調整し、
前記経過時間の比が0.667以上、1以下の範囲における前記混合比の平均値をR1とし、前記最大値をR2としたとき、R2/R1は1を越え、1.27以下である、光ファイバ母材の製造方法。 The method includes a step of supplying a raw material gas containing an organosilicon compound and a premixed gas containing oxygen to a burner, and depositing the generated glass particles on a starting member;
In the process, a mixing ratio of the amount of substance of the raw material gas to the amount of substance of the oxygen is adjusted so as to be maximum when a ratio of an elapsed time to an entire process is more than 0 and not more than 0.2;
a mean value of the mixing ratio in the range of the elapsed time ratio of 0.667 or more and 1 or less is R1, and the maximum value is R2, and R2/R1 is greater than 1 and is not greater than 1.27.
前記混合比は、0.17以上、0.25以下である、請求項1記載の光ファイバ母材の製造方法。 the source gas is octamethylcyclotetrasiloxane,
2. The method for producing an optical fiber preform according to claim 1, wherein the mixture ratio is 0.17 or more and 0.25 or less.
複数回の前記トラバースによって、前記最大値となる混合比は、所定の経過時間にわたって実質的に一定値をとる、請求項1または2に記載の光ファイバ母材の製造方法。 In the step, a traverse is performed a plurality of times to relatively move the burner in a longitudinal direction with respect to the starting member,
3. The method of claim 1, wherein the mixture ratio having the maximum value is a substantially constant value over a predetermined elapsed time by performing the traverse a plurality of times.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021026415A JP7652585B2 (en) | 2021-02-22 | 2021-02-22 | Manufacturing method of optical fiber preform and manufacturing method of optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021026415A JP7652585B2 (en) | 2021-02-22 | 2021-02-22 | Manufacturing method of optical fiber preform and manufacturing method of optical fiber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022128088A JP2022128088A (en) | 2022-09-01 |
| JP7652585B2 true JP7652585B2 (en) | 2025-03-27 |
Family
ID=83060821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021026415A Active JP7652585B2 (en) | 2021-02-22 | 2021-02-22 | Manufacturing method of optical fiber preform and manufacturing method of optical fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7652585B2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008239444A (en) | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for producing porous glass base material |
| JP2014080354A (en) | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method of manufacturing porous glass deposit for optical fiber |
| JP2017036172A (en) | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method for optical fiber preform |
| JP2017193456A (en) | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method of glass ingot |
| JP2017197402A (en) | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社フジクラ | Glass base material manufacturing method and manufacturing apparatus |
| JP2020200225A (en) | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 信越化学工業株式会社 | Apparatus and method for manufacturing optical fiber porous glass preform |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2713366B2 (en) * | 1989-01-23 | 1998-02-16 | 日立電線株式会社 | Manufacturing method of optical fiber preform |
| JPH05116967A (en) * | 1991-10-23 | 1993-05-14 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical fiber base material manufacturing method |
| JPH1053428A (en) * | 1996-08-08 | 1998-02-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Preform for optical fiber and method of manufacturing the same |
-
2021
- 2021-02-22 JP JP2021026415A patent/JP7652585B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008239444A (en) | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for producing porous glass base material |
| JP2014080354A (en) | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Method of manufacturing porous glass deposit for optical fiber |
| JP2017036172A (en) | 2015-08-07 | 2017-02-16 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method for optical fiber preform |
| JP2017193456A (en) | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社フジクラ | Manufacturing method of glass ingot |
| JP2017197402A (en) | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社フジクラ | Glass base material manufacturing method and manufacturing apparatus |
| JP2020200225A (en) | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 信越化学工業株式会社 | Apparatus and method for manufacturing optical fiber porous glass preform |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022128088A (en) | 2022-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7089766B2 (en) | Method of forming optical fiber preforms | |
| EP3450407B1 (en) | Method for manufacturing glass matrix | |
| US6324871B1 (en) | Process for producing optical fiber preform | |
| US10399888B2 (en) | Method for producing glass particulate deposit and method for producing glass preform | |
| US20040206127A1 (en) | Method and apparatus for making soot | |
| RU2235071C2 (en) | Method for preparing optical fiber blank | |
| JP7652585B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber preform and manufacturing method of optical fiber | |
| US20130025326A1 (en) | Methods for manufacturing low water peak optical waveguide | |
| CN1807302B (en) | Method for manufacturing glass rod | |
| US7437893B2 (en) | Method for producing optical glass | |
| US20110059837A1 (en) | Method for producing synthetic quartz glass | |
| JP2005531481A (en) | Method for preparing doped oxide materials | |
| WO2020054861A1 (en) | Production method for glass microparticle deposit and production method for glass base material | |
| KR100582800B1 (en) | Fabrication method and apparatus of optical fiber preform and optical fiber containing few hydroxyl | |
| KR20030009589A (en) | Apparatus and method for manufacturing optical fiber preform using modified chemical vapour deposition | |
| US4781740A (en) | Method for producing glass preform for optical fiber | |
| DK1808419T3 (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING OPTICAL FIBER PREFORM | |
| JP4292862B2 (en) | Optical fiber preform manufacturing method and optical fiber manufacturing method | |
| JP7404144B2 (en) | Method for manufacturing porous glass particles and method for manufacturing optical fiber base material | |
| JP5609050B2 (en) | Method for producing synthetic quartz glass base material and synthetic quartz glass base material | |
| JPS6138138B2 (en) | ||
| EP3878823B1 (en) | Manufacturing method of porous glass base material for optical fiber | |
| JP4048753B2 (en) | Manufacturing method of glass preform for optical fiber | |
| JP2025080057A (en) | Method for manufacturing porous glass particulate, apparatus for manufacturing porous glass particulate, and method for manufacturing optical fiber preform | |
| JP3587032B2 (en) | Manufacturing method of optical fiber preform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240201 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241018 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241022 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241204 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250305 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250314 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7652585 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |